SERS活性液芯光纤的制备及超灵敏检测应用

摘要

@@ 表面增强拉曼光谱(SERS)和表面增强共振拉曼光谱(SERRS)技术的发展使拉曼光谱在各方面的应用突飞猛进.利用粗糙银电极、蒸镀银岛膜、金和银溶胶的自组装膜等方法制备SERS活性基底,可使拉曼光谱对样品的检测浓度达到10-7～10-12 mol/L,目前可在1.0 nL内检测数十个分子[1～3].1997年Nie[4]和Kneipp等[5]几乎同时报道拉曼检测达到了单分子水平.表面修饰的光纤作为传感器,在实时、原位或现场检测等应用领域的研究十分活跃[6～9].液芯光纤作为光纤光谱研究的分支,以其在液体样品检测中的独特优势备受关注.目前,用于制备液芯光纤的毛细管材料有石英、玻璃和Teflon AF等,其光纤直径可小到数十或几微米级,对样品量的要求大大降低.用石英(折射率n=1.48左右)、光学玻璃等材料拉制的空心纤维其折射率比水(n=1.333)和甲醇(n=1.329)等常用溶剂的折射率高,无法直接添充常用溶剂形成液芯光纤,将被测样品溶于氯仿或二硫化碳等高折射率溶剂制作成液芯光纤则使其适用性受到限制.Teflon AF(n=1.29)等材料的折射率低,可直接与水溶液匹配制备液芯光纤,但通常其本底荧光强度很高,会干扰拉曼光谱测试.本文所设计的"SERS活性液芯光纤"用纳米组装方法在空心光纤内壁修饰SERS活性基底,构成内壁具有表面增强拉曼光谱活性层的液芯光纤,采用同轴光波导方式传光,并使其适用于常用溶剂中样品的超灵敏检测,有可能发展成为水相体系中生物分析的又一重要手段.